基于城市軌道交通的移動通信關(guān)鍵技術(shù)探究

柳兵兵

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也發(fā)展迅速。城市軌道交通行業(yè)作為一個大型城市發(fā)展樞紐，其自身的發(fā)展離不開移動通信技術(shù)的支持，5G通信技術(shù)已經(jīng)逐漸在城市軌道交通行業(yè)廣泛應(yīng)用。借助新型移動通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能夠推動城市軌道交通持續(xù)健康發(fā)展，大大提高了城市內(nèi)部人們?nèi)粘９ぷ魃畛鲂械姆奖?，有效推動了城市?jīng)濟社會的全面發(fā)展，擴大了城市本身所具有的功能，使得城市自身的經(jīng)濟、社會效益得到了顯著提升。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;移動通信;技術(shù)

引言

通信技術(shù)是保證信息交互的重要科技，其發(fā)展速度也是異常迅速，從第一代通信技術(shù)的傳輸文字，到第四代通信技術(shù)的傳輸視頻，其科技的更新步伐從未停止，如今，第五代通信技術(shù)即將面世，這就是大家常常能聽到的5G技術(shù)，那么對于享受了歷代通信技術(shù)更新帶來的便利快捷的城市軌道交通，在面對5G技術(shù)時，也應(yīng)當(dāng)提前分析5G技術(shù)的創(chuàng)新對城市軌道交通帶來的升級空間。

1移動通信概述

移動通信是指通信的雙方或者至少有一方處于運動中進行信息交換的方式。1897年，馬可尼用無線電在一條船和大陸之間傳遞消息，標(biāo)志著移動通信技術(shù)的開端。第一代移動通信（1G）是模擬蜂窩系統(tǒng)，利用FDMA接入，比較典型的有美國AMPS系統(tǒng)，歐洲的TACs系統(tǒng)，第二代（2G）是數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，利用TDMA或CDMA接入，以GSM系統(tǒng)，N-CDMA系統(tǒng)為典型代表。過渡代（2 5G）以高速傳輸為目標(biāo)，比較著名的系統(tǒng)有GPRS系統(tǒng)，三代（3G）和四代（4G）相較于之前的幾代來說，全球漫游、信息管理能力、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)、系統(tǒng)容量、保密性和服務(wù)質(zhì)量都有了大幅度提高。而現(xiàn)在我國最新的五代（5G）系統(tǒng)正在以更加良好的兼容性、可靠性和更快的速度占領(lǐng)著人們的視線。

2城市軌道交通中的移動通信關(guān)鍵技術(shù)

2.1無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)主要有802.11a、802.11g、802.11b三個物理層標(biāo)準和一個草案802.11n。這里主要來說一下802.11b，也就是我們常說的Wi-Fi56線網(wǎng)絡(luò)，因為Wi-Fi技術(shù)具有安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟節(jié)約、易于擴展、數(shù)據(jù)傳輸速率極快、為有線局域網(wǎng)所不能達到的地步等特點。在生活中的各個領(lǐng)域都獲得了廣泛的使用，但是由于它會和PIDS的乘客信息干擾，與列車上的信號系統(tǒng)、CBTC、移動電視等也會產(chǎn)生干擾因素，所以在2007年9月，深圳地鐵采用思科的統(tǒng)一無線解決方案之前，無線保真技術(shù)（WiFi技術(shù)）并沒有在城市軌道交通方面運用，深圳無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的成功布置，尤其是地鐵1號線安全防護系統(tǒng)搭建的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，第一次實現(xiàn)了Wi-Fi技術(shù)和視頻之間的上下傳輸，使旅客不僅可以接收到交通公司播出的天氣信息、時事新聞、緊急通知等提示;還可以接收到電視娛樂節(jié)目。同樣的，地鐵運營中心控制室的人員也可以通過大屏幕看到運行中的每列車的安全情況，進行及時的安全防護和實時的交流與控制。

2.2LTE技術(shù)

（1）整體架構(gòu)。TD-LTE主要車地?zé)o線通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)承載需求：列車運行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、CBTC、PIS、CCTV。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)基本組成為核心網(wǎng)（EPC、網(wǎng)管設(shè)備）、接入網(wǎng)（BBU、RRU）、終端網(wǎng)絡(luò)（TAU）等設(shè)備。TD-LTE采取完全獨立的AB網(wǎng)雙網(wǎng)覆蓋方式，覆蓋整個行車區(qū)域?？刂浦行牟渴鸷诵木W(wǎng)EPC和網(wǎng)管設(shè)備等，通過專用傳輸網(wǎng)與車站連接。在正線車站、段場部署接入網(wǎng)設(shè)備，各LTE基站通過以太網(wǎng)接入車站網(wǎng)絡(luò)交換機，通過專用通道與核心網(wǎng)和網(wǎng)管連接。BBU放置在弱電設(shè)備房，RRU連接漏纜覆蓋整個區(qū)間，車載無線單元TAU以熱備份方式分別在車頭車尾部署。連鎖、ATS、ZC等CBTC業(yè)務(wù)在控制中心和各車站通過接入網(wǎng)交換機接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)CBTC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。

（2）業(yè)務(wù)承載設(shè)計。CBTC業(yè)務(wù)是在列車出現(xiàn)問題的情況下保證信號不中斷的傳輸，要實現(xiàn)CBTC車地數(shù)據(jù)傳輸在列車傳輸鏈路故障的時候保證穩(wěn)定傳輸，CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)就要對信息進行冗余處理。一般情況下，CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)會對發(fā)送端口采取發(fā)送兩份數(shù)據(jù)，接收端接受CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)送的兩份信息之后選擇一份信息發(fā)送就能保證信息的發(fā)送穩(wěn)定持續(xù)性。CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳輸?shù)倪@個特性是在LTE技術(shù)采取獨立雙網(wǎng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)。雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠保證城市軌道兩邊被無線信號覆蓋，再加上兩網(wǎng)是獨立的核心網(wǎng)，一般情況下都能夠正常通信，即正常的LTE-A與A無線網(wǎng)和A核心網(wǎng)相連接，而LTE-B與B無線網(wǎng)和B核心網(wǎng)線連接。對于TD-LTE技術(shù)來說，由于具備良好的QOs服務(wù)保障，會優(yōu)先對CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行升級，滿足CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高效率、準確率、穩(wěn)定性。保證在傳輸中不會出現(xiàn)延時、數(shù)據(jù)包丟失情況，因此會把CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)置為承載類型的教高級。這種情況下，如果出現(xiàn)某一路段的網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)擁堵或者同時傳輸CBTC、CCTV、PIS的時候出現(xiàn)延時堵塞時候，也會優(yōu)先保證CBTC業(yè)務(wù)系統(tǒng)的傳輸通信。

3結(jié)束語

未來的城市軌道交通趨勢必然也是向著多功能、一體化、高寬帶、高智能方向發(fā)展的。如果擁有足夠的寬帶整合信息，那么未來的城市必將會發(fā)生翻天覆地的變化。雖然我國的移動通信技術(shù)還存在著諸多問題和缺點，需要在技術(shù)方面加強研究，但是相信可以通過自己的努力為城市軌道交通做出屬于自己的貢獻。